У людей, которые фальшиво поют, тоньше нервный пучок между височной и лобной корой правого полушария мозга. При этом за плохое пение отвечает одна ветвь этого пучка, а за неспособность точно различать тон на слух -- другая.

Петь любят многие, даже те, кому медведь на ухо наступил. Им это не мешает -- в отличие от окружающих, которым хочется заткнуть уши. А при приеме ребенка в музыкальную школу у него обязательно проверят наличие музыкального слуха, иначе учиться -- только мучиться. Около 17% людей лишены музыкального слуха: они не способны правильно различать высоту тона и фальшивят, когда поют. С какими особенностями мозга это связано, пытаются понять ученые-нейрофизиологи.

В прежних исследованиях у людей, лишенных музыкального слуха, были найдены отличия в работе височных долей коры мозга (там расположена слуховая зона) и лобных долей. В то же время ученые предполагали, что для функции различения тона важны проводящие пути (белое вещество мозга), связывающие эти зоны между собой.

Речевые зоны проверили на музыкальность

Психе Луи (Psyche Loui), ученый-нейрофизиолог и скрипачка, и ее коллеги из Медицинского центра Beth Israel Deaconess Medical Center Гарвардского медицинского колледжа (Harvard Medical School) в Бостоне исследовали важнейший проводящий путь между височными и лобными отделами коры под названием дугообразный пучок (arcuate fasciculus). Он состоит из аксонов (волокна, соединяющие нейроны друг с другом), идущих от верхней височной извилины (зона Вернике) к нижней лобной извилине (зона Брока). Поскольку дугообразный пучок соединяет эти две важнейшие речевые зоны мозга, была очевидна его роль в понимании и произнесении слов. Ученые предположили, что он также важен и для восприятия музыкального языка.

Группу испытуемых составили десять человек, которые сами себя характеризовали как не обладающих музыкальным слухом. У десяти контрольных испытуемых с музыкальностью было все в порядке. Способности тех и других исследовали объективным методом: оценили порог различения звуков разной высоты. В немузыкальной группе этот порог составил в среднем 51 Гц (настолько должны были отличаться звуки, чтобы быть различимыми), а в контрольной группе -- всего 3 Гц. Другой тест на слушание и воспроизведение звуков подтвердил, что испытуемые, лишенные музыкального слуха, не могли голосом попасть в тон, который слышали.

В немузыкальном мозге тоньше проводка

Мозг тех и других ученые исследовали новейшим методом сканирования в сильном магнитном поле. Он носит название diffusion tensor imaging (DTI), что можно перевести на русский как диффузионно-тензорная томография. Такое сканирование позволяет подробно проследить направление нервных волокон работающего мозга по направлению миграции молекул воды в покрывающем аксоны изолирующем слое.

По DTI-данным ученые вычисляли величину дугообразного пучка у подопытных. В группе немузыкальных испытуемых он оказался значительно менее развит -- это выражалось и в меньшей толщине пучка, и в слабой изоляции аксонов, и в изменениях их направления. Примечательно, что отличия между музыкальными и немузыкальными добровольцами проявились исключительно в правом полушарии мозга.

Дугообразный пучок состоит из двух ветвей -- верхней и нижней. В контрольной группе эти ветви выражены одинаково, а у испытуемых, лишенных музыкального слуха, верхняя ветвь выражена гораздо слабее, чем нижняя. Кроме того, выяснилось, что в этой группе отдельные нервные волокна от верхней височной извилины не идут, как им положено, к нижней лобной извилине того же полушария, а поднимаются к теменной доле или вообще забредают в другое полушарие.

Слушать и петь -- не одно и то же

В ходе исследования также выяснилось: за то, чтобы точно различать звуки по тону, и за то, чтобы петь, попадая в ноты, отвечают разные части этой системы. Физиологи показали, что испытуемые с более развитой верхней ветвью лучше различали высоту тона, а толщина нижней ветви аркуатного пучка в правом полушарии оказалась связана со способностью испытуемых голосом попадать в услышанный тон.

Так, ученые впервые установили, что дугообразный пучок обеспечивает две функции: тонкое различение высоты тона обеспечивает верхняя часть, а попадание голосом в тон -- нижняя часть. Статья об особенностях мозга людей, лишенных музыкального слуха, опубликована в The Journal of Neuroscience.